FMCW雷达用于呼吸和心率变异性的权衡

本研究对一种低成本频率调制连续波（FMCW）多输入多输出（MIMO）雷达用于非接触式生命体征监测进行了全面实验评估，聚焦于呼吸率（RR）和心率（HR）估计。系统atically量化了感知距离和传输 chirps 数量对测量精度的影响。结果显示U型误差轮廓，在$70~cm$附近实现最佳性能，RR的平均绝对误差为$0.8~bpm$，HR的平均绝对误差为$3.2~bpm$。由于多径、近场和信噪比效应，在短距离（<$60~cm$）和长距离（>$100~cm$）处精度会恶化。增加chirp数量可提升性能：RR误差在>=$96$个chirps时趋于收敛，而HR至少需要96个chirps才能实现稳定检测。变异性指标，包括心率和呼吸率变异性，精度较低（>15--30%误差），表明在捕获瞬时波动方面能力有限。这一发现定义了一种根本性权衡：雷达确保RR和HR的平均值估计具有稳健性，但在高分辨率的瞬时呼吸-呼吸和心跳-心跳监测方面精度受限。